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基因组复制推动了物种的进化

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-01浏览次数:1451

许多野生和栽培植物由两种不同物种的组合产生。这些所谓的多倍体物种的基因组通常由四条染色体组成 - 每个亲本物种的双染色体 - 因此其基因数量是原始物种的两倍。大约50年前,进化生物学家推测这一过程推动了进化并导致了新的物种。然而,由于该基因组的大小和复杂性,很难在遗传水平证明该理论。

进化生物学理论通过实验证实

由苏黎世大学(UZH)进化生物学和环境研究系的Timothy Paape和Kentaro Shimizu领导的国际研究小组现在能够提供该理论的实验证实。为此,来自瑞士和日本的科学家使用了拟南芥植物物种拟南芥(Arabidopsis kamchatica),它是摇滚音乐属的一部分。他们对来自世界各地的25个不同个体和来自其亲本物种的18个不同个体的多倍体物种的基因组进行了测序,以研究它们的自然遗传多样性。

由于最新技术,基因组测序

拟南芥(Arabidopsis kamchatica)是由两种亲本物种A. halleri和A. lyrata在65,000和145,000年前的自然杂交产生的。有4.5亿个碱基对,基因组对于多倍体植物来说有点小,但它仍然非常复杂。利用最先进的测序方法和技术以及生物信息学工具,研究人员可以确定单株植物的基因序列。

除了备用拷贝,有利的基因突变

由于大量的遗传信息,A. Kamchatica能够更好地适应新的环境条件。 “通过这些结果,我们在分子遗传水平上证明基因组重复可以对机体的适应性产生积极影响,”植物科学家Timothy Paape说。该基因的多个拷贝使植物能够表现出有利的突变,同时保留了重要基因的原始拷贝。

惊人的广泛传播

两亲基因组对A. kamchatica的有用性可见于其较低和较高海拔的较宽分布 - 与其亲本植物相比。它的栖息地范围从台湾,日本和俄罗斯远东到阿拉斯加和美国太平洋西北地区。 “了解基因组和进化背景也有助于我们了解遗传多样性如何使植物适应不断变化的环境条件,”Kentaro Shimizu说。最近发表的研究得到了苏黎世大学从基因组学到生态系统大学研究重点倡议的支持。